一种用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化集成系统的制作方法

本发明属于垃圾资源化，具体涉及一种用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化集成系统。

背景技术：

1、海岛作为散布于海洋中的小块陆地，在海洋开发过程中扮演着前沿基地的关键角色，海岛旅游开发也一直是海洋开发以及沿海地区建设中的一个重要组成部分，也是当前海洋经济发展中的热点之一。作为海洋大区，有着丰富的海岛旅游资源，随着旅游业开发的日益深入，海岛旅游也正在快速发展。发展海岛旅游不仅能更加有效地利用海洋资源，为地区建设带来可观的社会经济效益，同时也可能对海岛及周边海洋造成生态环境方面的负面影响。在诸多的潜在环境污染源中，人民生活及生产过程中产生的生活垃圾和餐厨垃圾既是主要的，也是较难控制的污染源。

2、海岛是一种比较特殊的地理类型，与大陆相比，有着很多明显的差异。一般来说，海岛与大陆、海岛与海岛之间的联系十分薄弱。也正是因为这一点，岛与岛、岛与陆之间的交通十分不便，不利于物资的流动，大多已开发的海岛因此形成了较为单一的社会经济结构。岛上电力、淡水、生产资料供应困难，导致了岛上生活成本与建设成本较高。海岛生态系统,是指海岛及其周边海域的生物群落及非生物环境。海岛作为海洋组成部分，在海洋生态系统发挥着重要的作用。但是，与陆地相比，海岛环境独特、生态条件严酷、植被种类贫乏、优势种相对明显，生态系统较为脆弱，极易受到破坏，且破坏后很难得到恢复。这一切都说明，海岛对于污染物的承载力较小，即海岛的环境容量较小。

3、授权公告号为cn 112845504 b的专利公开了一种生活垃圾资源化利用处理工艺，其包括：破碎及预处理；低温裂解；裂解渣选；碳粉提纯装置；能量回收；渗滤液和脱附油水处理；废旧金属的清洗及污水处理，该专利发明一种生活垃圾资源化利用工艺及装备采用低温裂解技术，能有效克服焚烧产生的二噁英二次污染问题，彻底实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化利用，低温裂解技术具备的优点较多，在低温裂解过程中，垃圾中的有机物成分能转化为可利用能量形式，经济性更好，低温裂解产生的燃气(不凝气)视其热值高低可直接燃烧或与高热值燃气混合燃烧，低温裂解法产生的烟气量比焚烧法少便于烟气净化。

4、申请公告号为cn 114042733 a的专利公开了一种生活垃圾资源化利用综合处理工艺，包括：将生活垃圾依次进行破碎、筛分，筛分成大类物和小类物；再将大类物通过比重风选机分选出重物类和轻物类；然后将轻物类加入发酵剂进行快速发酵，对轻物类中的生物有机物进行好氧发酵；再将发酵后的轻物类筛选出腐营土，余下的轻物类进行烘干，然后再摩擦干洗；摩擦干洗后的物料进行磁涡分选，分选出铁和有色金属混合物以及塑胶膜类物质；最后将塑胶膜类物质进行塑化聚合，然后再粉碎磨粉，最后进行挤塑注塑，得到塑料制品。该发明实施例的生活垃圾资源化利用综合处理工艺将生活垃圾中的塑胶塑膜类物质分离出来，避免在其它分选处理过程中将塑料类物质处理成污染物。

5、授权公告号为cn 104070051 b的专利公开了一种生活垃圾资源化清洁化分选方法，包括：消毒除臭后破袋；撕碎到1～25cm后再次消毒除臭；处理后的生活垃圾进行破碎，挤干破碎后垃圾，挤出的废液进入厌氧发酵系统，挤干后的垃圾，经2～15mm的垃圾筛分选；分选后的筛下物落入水中，经过50～100目的孔筛，所得的纸浆经脱水拧干，得到纸浆粗品，分离纸浆后的重物，清出泥沙后，进入建材生产线分选出有色金属后，制作建材；筛上物进入浮选水箱，将塑料等比重较轻的物质从中分离出来，与水一起自流到孔径为1～5mm筛甩干脱水后，输送到塑料精加工生产线。该方法实现生活垃圾的有效分离，最终全部利用加工为产品，实现零焚烧、零填埋、零排放。

6、授权公告号为cn 102407232 b的专利公开了一种生活垃圾资源化循环利用方法，其特征包括如下步骤：a.渗水处理；b.水相进行油水分离，油相精致处理；c.进行高温杀毒、灭菌、缩水、减量、减体积处理，进入分级筛进行初级分类；d.经烘进行初级分类；e.将上述分拣完厚的余物进行选；f.进行沼气发酵；炼制生物柴油；供热系统燃烧。本发明的有益效果：本发明加工餐厨垃圾充分回收利用，解决了废水、废气等问题，达到高效、节能、低耗、环保，变质为宝处理成本低，实现循环经济的目标。该发明的有益效果：将城市生活垃圾充分回收利用，解决了废水、废气等问题，达到高效、节能、低耗、环保,变质为宝处理成本低，实现循环经济的目标。

7、授权公告号为cn 102371266 b的专利为一种餐厨垃圾资源化利用方法，其包括如下步骤：a.将收集的餐厨垃圾高温瞬时灭菌保存；b.脱掉餐厨垃圾中的自由水及油脂；c.液相经油水分离交换反应制备生物柴油，废水处理；d.磁选，进一步脱水；e.催化剂处理；f.燃烧热能转化；g.液相经油水分离脱出其胶质，作燃料油使用，水相进入废水处理阶段。该发明的有益效果：本发明加工餐厨垃圾充分回收利用，解决了废水、废气等问题，达到高效、节能、低耗、环保，变质为宝处理成本低，实现循环经济的目标。

8、然而，cn 112845504 b的技术方案着眼点在利用低温裂解技术将筛分后的有机垃圾进行无害化处置，实际并不适合海岛(及边远地区)的生产应用；cn 114042733 a和cn104070051b的技术方案着眼点在利用设备工艺组合将生活垃圾进行简单的筛分，并无智能识别、分拣及结合餐厨垃圾的资源化生产工艺；cn 102407232 b和cn 102371266 b的技术方案着眼点在对餐厨垃圾的资源化处置，一方面其生产工艺较复杂，不适合海岛(及边远地区)的生产应用(如粗油脂生产生物柴油等)，一方面没有将沼气等产品进行工艺内使用，并没有将餐厨实现高效的资源化，同时也没有结合生活垃圾实现联合生产。

9、目前也有一些专利涉及到餐厨垃圾和生活垃圾的协同处理，例如专利公开号为cn117925381a的发明中公开了一种海岛生活旅游垃圾循环处置系统及处置方法，该发明采用上述高效循环处置系统能实现海岛生活、旅游产生的厨余、秸秆、草木等易腐垃圾以及废纸、废衣物等可燃垃圾的稳定处置，有效避免了单一处置面临的发酵产沼不稳定、焚烧效果不佳且污染大等问题，节约建设费用和处置成本。专利公开号cn220379674u的发明中公开了一种垃圾焚烧炉协同处置城市污染物的系统，包括彼此协同的垃圾焚烧发电厂、餐厨垃圾处理厂、污泥干化处置装置、炉渣综合利用厂、渗滤液及污水处理站以及飞灰填埋场。专利公开号为cn214289972u的发明中公开了一种餐厨垃圾与生活垃圾协同处理设备，专利公开号为cn212041970u的发明中公开了一种固危废协同生活垃圾焚烧处理系统，专利公开号为cn210023209u的发明中公开了一种垃圾处理站等等，均能够同时对餐厨垃圾和生活垃圾进行处理，并利用沼气对可燃垃圾进行燃烧。但这些现有技术，要么设备规模大且各个垃圾处理厂仍需要分别单独管理，并不适用海岛及偏远地区。而诸如cn117925381a的发明虽然涉及到海岛生活旅游垃圾的协同处理，且能够利用沼气，但对垃圾的处理十分单一且垃圾回收利用率较低。另外，现有技术的垃圾处理装置也没有考虑到当地独特的自然资源和应用场景的具体需求，结构模式单一，这从另一方面也降低了垃圾回收利用率。

10、因此，目前急需一种能够充分考虑当地的实际条件，且能满足海岛及偏远地区的生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化处置需求的垃圾处理系统。

技术实现思路

1、解决的技术问题：基于以上现状及需求，本发明提出一种用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化的集成系统，能够结合当地独特的自然资源和应用场景的具体需求，将海岛内(或偏远地区)产生的生活垃圾和餐厨垃圾进行协同处置，充分实现垃圾的无害化和产物的高效资源化处置，解决当地的实际困难，同时弥补了目前的市场空白；本发明能够最大程度的对生活垃圾和餐厨垃圾进行高效、环保、节能的资源化及无害化处置，同时有利于当地的生产生活发展需求，系统完备、灵活度高。

2、技术方案：

3、一种用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化集成系统，所述集成系统包括首道～集中分拣单元、次道～精细处置单元、中道～辅助&补充单元、卯道～热处置&资源化单元和末道～装&封&储料单元；

4、所述中道～辅助&补充单元分别与首道～集中分拣单元、次道～精细处置单元、卯道～热处置&资源化单元和末道～装&封&储料单元连接，用于对整套系统的运行进行集中控制；

5、所述首道～集中分拣单元用于将混杂的垃圾原料进行集中的筛分处置，将其中的高价值可回收垃圾、有害垃圾、粗油脂送至末道～装&封&储料单元进行封装处理，轻质垃圾、水相垃圾和厨余垃圾送至次道～精细处置单元，其他垃圾送至卯道～热处置&资源化单元；

6、所述次道～精细处置单元对首道～集中分拣单元发送的轻质垃圾、水相垃圾和厨余垃圾进行处理，将分离出的轻质沉水料、低值废塑料、沼液送至末道～装&封&储料单元进行封装处理，沼渣和沼气送至卯道～热处置&资源化单元；

7、所述卯道～热处置&资源化单元燃烧沼气作为能源，就地热处理首道～集中分拣单元产生的其他垃圾和次道～精细处置单元产生的沼渣；同时，将热处理过程中产生的热量用于海岛资源转化，产生对外供淡水、对外供热水和对外供电力。

8、进一步地，所述首道～集中分拣单元包括前处理模块和预处理模块；

9、所述预处理模块对餐厨垃圾进行三相分离处理，产出杂质及有机固渣、水相垃圾和粗油脂；

10、所述前处理模块对生活垃圾和预处理模块产生的杂质及有机固渣进行处理，产出高值可回收垃圾、有害垃圾、轻质垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。

11、进一步地，所述次道～精细处置单元包括水选&净化模块和厌氧&分离模块；

12、所述水选&净化模块对首道～集中分拣单元产生的轻质垃圾进行水选处置及分离，产出轻质沉水料和低值废塑料；

13、所述厌氧&分离模块利用外接电力对首道～集中分拣单元产生的厨余垃圾和水相垃圾进行厌氧发酵处理，并分离得到沼气、沼渣和沼液。

14、进一步地，所述卯道～热处置&资源化单元包括沼气锅炉模块、烘干&暂存模块、海水淡化模块、焚烧炉&余热锅炉模块、发电模块、烟气净化模块、储电模块和换热模块；

15、所述沼气锅炉模块将次道～精细处置单元包括燃烧系统、锅炉系统，燃烧系统产生的沼气和由烟气余热加热后的空气以一定比例进行混合并进行燃烧，产生的热量由锅炉系统将锅炉内工质加热成过热蒸汽；燃烧产生的烟气进入烟气净化系统进行净化处理；

16、所述烘干&暂存模块包括换热系统、烘干系统、物料状态监测系统、智能称重及储料系统，换热系统与沼气锅炉模块通过蒸汽管道连接，对沼气锅炉模块产生的过热蒸汽进行换热；烘干系统分为若干分区，利用换热系统产出的热量对输入物料进行分阶段烘干，当物料平均含水降低到设定数值便进入下一个阶段，最终将平均含水率控制在10％以下，产出可燃垃圾，并经智能称重后进入储料系统暂存物料；输入物料包括餐厨垃圾经次道～精细处置单元产出的沼渣和生活垃圾经首道～集中分拣单元处置后产出的其他垃圾；

17、所述海水淡化模块包括汽换热系统、海水蒸馏淡化系统、海水泵送及浓海水排海系统、蒸馏淡水暂存储罐；汽换热系统与烘干&暂存模块通过蒸汽管道连接，对烘干&暂存模块输送的初步热交换后依然处于高温的蒸汽进行换热；海水蒸馏淡化系统利用汽换热系统产出的热量对海水泵送及浓海水排海系统泵入的海水进行淡化处理，产生对外供淡水并存储在蒸馏淡水暂存储罐中，淡化后的海水经海水泵送及浓海水排海系统排放至大海；

18、所述焚烧炉&余热锅炉模块利用外接燃料对可燃垃圾进行燃烧，产生的炉渣输送至末道～装&封&储料单元进行封装处理；

19、所述烟气净化模块分别通过烟气排放管道与沼气锅炉模块和焚烧炉&余热锅炉模块连接，对沼气锅炉模块和焚烧炉&余热锅炉模块燃烧过程中产生的烟气进行净化处理，产生的飞灰输送至末道～装&封&储料单元进行封装处理；

20、所述发电模块包括螺杆膨胀动力机系统、发电机系统，焚烧炉&余热锅炉模块燃烧过程中产生的过热蒸汽进入螺杆膨胀动力机系统，经扩容、减压、膨胀后推动螺杆膨胀动力机转动做功，并驱动与之同轴的发电机系统发电，发出的电力输入储电模块作为系统供电和对外供电力使用，做完功的蒸汽进入换热模块；

21、所述换热模块将换热工质与海水淡化模块及发电模块输送来的蒸汽进行换热，蒸汽换热后产生的凝结水重新回到以上海水淡化模块及发电模块的锅炉系统进行循环使用。

22、进一步地，所述焚烧炉&余热锅炉模块包括垃圾焚烧炉系统、焚烧炉内sncr系统、辅助燃烧系统、一次&二次风送系统、二燃室装置、排渣系统、余热锅炉系统及燃烧和锅炉监测系统；其中，辅助燃烧系统将经烘干&暂存模块烘干处置后的可燃垃圾进行点燃、稳定燃烧后，维持焚烧炉自燃烧，辅助燃烧器采用沼气或者外接燃料进行燃烧；焚烧炉膛及二燃室维持温度≥850℃且烟气停留时间≥2s，若监测到温度不满足要求，开启辅助燃烧系统补充燃烧；一次&二次风送系统将烟气余热加热后的空气作为助燃空气由风机送入的焚烧炉膛及二燃室，以完全燃烧所需空气；可燃垃圾经焚烧炉燃尽后产生的炉渣经排渣系统排出模块外；余热锅炉利用炉膛内焚烧的热量将锅炉内工质加热成过热蒸汽；燃烧产生的烟气进入烟气净化系统进行净化处理。

23、进一步地，所述烟气净化模块从系统各模块抽取空气，将抽取的空气与高温烟气进行换热后，输送至沼气锅炉模块和焚烧炉&余热锅炉模块，作为燃烧配风使用。

24、进一步地，所述卯道～热处置&资源化单元包括光伏模块和风电模块；所述光伏模块布设在海岛阳光充足区域，将太阳能转化成电能，存储至储电模块；所述风电模块布设在海岛海岸区域，将海风的风能转化成电能，存储至储电模块。

25、进一步地，所述中道～辅助&补充单元包括中央控制模块；所述中央控制模块采集系统所有模块内及系统周边的监测及采样的反馈信号数据，包含但不限于入料的采样信息、设备运行状态、输入输出重量信息、模块内环境数据、各个调节动设备状态、外排物质的实时或抽检数据和系统内外视频监控数据，根据预先设定的连锁程序、综合反馈信息、紧急情况预警及远程给定的调整信号，发出控制信号给系统的各个模块。

26、进一步地，所述中道～辅助&补充单元包括深度水处理模块和装载运输模块，所述深度水处理模块对高污染、ss、tds、氨氮及有机污染物浓度高于预设浓度阈值的水进行处理，处理后的达标的水供系统回用或是排出系统外；

27、所述装载运输模块将各个模块以标准集装箱进行具体的物理空间限制及硬件实现。

28、进一步地，所述末道～装&封&储料单元包括压缩&打包模块和称重&储料模块；

29、所述压缩&打包模块包括压缩系统、抽真空系统、打包系统及液体桶装及封装系统，用于对各产物进行封装后处理，包括：高值可回收垃圾的压缩和打包装袋，低值废塑料可再生原料的压缩和打包装袋，有害垃圾、飞灰和轻质沉水料的密封和打包装袋，炉渣的打包装袋，粗油脂的桶装密封和沼液的打包桶装；

30、所述称重&储料模块包括称重系统、分区储料系统及智能管理系统，对压缩&打包模块处理后各封装产物进行智能称重及存储。

31、有益效果：

32、第一，本发明的用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化的集成系统，能够最大程度的分拣出垃圾(生活垃圾及厨余垃圾)中可以进一步资源化利用的有价值的垃圾和需要专业处理处置的危险废弃物，由于岛内(及偏远地区)工业体系有限，则将该部分垃圾妥善保管后运出该地，进行进一步的处理；从而最大程度高效、彻底的将仅靠分拣处置后再利用的垃圾进行就地处置，将其在无害化处置的同时，进一步资源化并能就地利用。

33、第二，本发明的用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化的集成系统，通过综合处置，能产出供海岛(及边远地区)实际生产、生活用的淡水、电力及热水(热能)等当地稀缺的资源，进一步将垃圾高效资源化。

34、第三，本发明的用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化的集成系统，可以根据不同地区、场景的实际需求，组合成初步资源化、精制资源化及高效资源化等实施例的不同程度的资源化系统，满足多场景处置需求；还可以根据实际需求量的不同，进行大型工业化及小型模块化的技术实现，既可以用项目工厂实现连续化、大型化生产，也可以用组合单元实现可移动、间歇性的生产。